CN113301689A - 一种具有异常状态判别功能的太阳能led灯电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路,包括太阳能电池、充电控制电路、蓄电池、恒流驱动电路、LED发光模块、微处理器电路、电量检测电路、日光检测电路、灯光检测电路、报警电路和通信模块电路,微处理器电路通过电量检测电路、日光检测电路和灯光检测电路的检测信号判别太阳能LED灯电路是否工作异常,且在工作异常时太阳能LED灯电路对应的异常状态发送给通信模块电路;优点是该太阳能LED灯电路在出现异常不能正常工作时,能够判别所属异常状态并通过无线电方式将异常状态信息发送至终端管理设备处,以便于管理人员及时获知异常情况,从而及时有效进行维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能LED灯电路,尤其是涉及一种具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路。
背景技术
太阳能LED灯,因为不需要布置市电供电线路,所以尤其适合安装在比较偏僻的地方。在白天时,太阳能LED灯把日光转换为电能并储存,到了夜晚太阳能LED灯把白天储存的电能转换为光进行照明。
如图1所示,现有的太阳能LED灯电路通常包括太阳能电池、日光检测电路、充电控制电路、蓄电池、恒流驱动电路、LED发光模块、电量检测电路和微处理器电路,电量检测电路连接蓄电池,充电控制电路分别连接太阳能电池和蓄电池,恒流控制电路分别连接蓄电池和LED发光模块,微处理器电路分别连接日光检测电路、电量检测电路、充电控制电路和恒流驱动电路;太阳能电池用于将日光转换为电能,太阳能电池的发电量和白天接收到的日光强度成正比,在同样天气条件下,当太阳能电池损坏或者其日光接收面被物体遮挡时,太阳能电池的发电性能将降低,此时太阳能电池在单位时间内输出的电能就降低;蓄电池用于储存电能和提供电能,蓄电池剩余电量大小和其输出电压大小对应,输出电压越低,剩余电量越低,当蓄电池经过多次充电和放电时,其储电性能会降低,一旦蓄电池储电性能明显降低后,在同样的输出电压时,其剩余电量明显减小;恒流驱动电路用于将蓄电池输出的电压转换为直流电流为LED发光模块供电,LED发光模块的发光强度和恒流驱动电路输出的直流电流的大小成正比;日光检测电路用于检测日光强度并生成对应的电信号输出,日光检测电路通常和太阳能电池连接,把太阳能电池作为其检测日光的光敏器件;电量检测电路用于检测蓄电池的输出电压(即剩余电量)并生成对应的检测信号输出;微处理器电路通过日光检测电路输出的电信号判定是白天还是夜晚,通过电量检测电路输出的检测信号确定蓄电池的剩余电量以及蓄电池的剩余电量状态,当电量检测电路检测到蓄电池的输出电压等于其内设置的满电电压阈值时,蓄电池处于满电状态,电量检测电路输出表示满电状态的检测信号,当电量检测电路检测到蓄电池的输出电压小于其内设置的少电电压阈值时,蓄电池处于少电状态,电量检测电路输出表示少电状态的检测信号;在白天时,微处理器电路输出控制信号控制恒流驱动电路停止工作,此时恒流驱动电路输出的直流电流为零,LED发光模块不发光,与此同时,当蓄电池不在满电状态时,微处理器电路控制充电控制电路利用太阳能电池发出的电能为蓄电池充电,当蓄电池为满电状态时,控制充电控制电路停止对蓄电池充电,同时使蓄电池电能不能倒灌到太阳能电池,在夜晚时,微处理器电路控制充电控制电路停止对蓄电池充电,同时使蓄电池电能不能倒灌到太阳能电池,当蓄电池未处于少电状态时,微处理器电路输出电流控制信号控制恒流驱动电路将蓄电池输出的电压转换为直流电流输出,此时LED发光模块正常发光,当蓄电池处于少电状态时,微处理器电路输出电流控制信号控制恒流驱动电路,要么输出为零的直流电流使LED发光模块不发光,要么输出的较小的直流电流使LED发光模块低亮度发光。因为恒流驱动电路输出的直流电流大小和微处理器电路输出的电流控制信号对应,所以,在夜晚LED发光模块发光时,蓄电池的电能消耗功率和微处理器电路控制恒流驱动电路的电流控制信号有关,蓄电池被消耗的总电能为电能消耗功率和工作时间的乘积的累加。蓄电池储存电能的容量和太阳能电池在常规天气时的发电总量,均按照大于等于一个夜晚LED发光模块发光所需电能的要求进行配置。因为太阳能电池在受到外力冲击损坏或被遮挡日光时其发电能力将减小或失效,蓄电池在多次充电和放电后其电量储存性能会不断下降,LED发光模块失效或光效降低,等等各种因素,均会导致太阳能LED灯在夜晚的发光亮度降低或不亮的现象。而且太阳能LED灯常常为公共照明,大多安装在人员比较少至的地方,所以当太阳能LED灯出现问题,不能正常工作后,如果不是因为主动巡查,往往不能及时获得太阳能LED灯失效或者不符合光照要求的反馈信息,从而不能及时进行维护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路,该太阳能LED灯电路在出现异常不能正常工作时,能够判别所属异常状态并通过无线电方式将异常状态信息发送至终端管理设备处,以便于管理人员及时获知异常情况,从而及时有效进行维护。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路,包括太阳能电池、充电控制电路、蓄电池、恒流驱动电路、LED发光模块、微处理器电路、电量检测电路和日光检测电路,所述的太阳能电池和所述的充电控制电路连接,所述的充电控制电路和所述的蓄电池连接,所述的蓄电池和所述的恒流驱动电池连接,所述的恒流驱动电路和所述的LED发光模块连接,所述的电量检测电路和所述的蓄电池连接,所述的微处理器电路分别与所述的电量检测电路、所述的日光检测电路、所述的充电控制电路和所述的恒流驱动电路连接,所述的日光检测电路用于检测日光强度并生成对应的电信号输出,所述的微处理器电路基于所述的日光检测电路输出的电信号确定是白天还是晚上,并在确定为白天时,判断日光的强度为强光还是非强光,所述的电量检测电路用于检测所述的蓄电池的输出电压并输出对应的检测信号,所述的微处理器电路基于所述的电量检测电路输出的检测信号确定所述的蓄电池的剩余电量状态,当所述的电量检测电路检测到所述的蓄电池的输出电压等于其内设置的满电电压阈值时,所述的蓄电池处于满电状态,此时所述的电量检测电路输出表示满电状态的检测信号,当所述的电量检测电路检测到所述的蓄电池的输出电压小于其内设置的少电电压阈值时,所述的蓄电池处于少电状态,此时所述的电量检测电路输出表示少电状态的检测信号;所述的微处理器电路输出电流控制信号控制所述的恒流驱动电路输出的直流电流大小,从而设定所述的LED发光模块的发光强度,所述的微处理器电路控制所述的充电控制电路对所述的蓄电池充电或者不充电,并且在对所述的蓄电池不充电的时候使所述的蓄电池的电能不能倒灌到所述的太阳能电池,所述的太阳能LED灯电路还包括灯光检测电路、报警电路和通信模块电路,所述的灯光检测电路和所述的微处理器电路连接,所述的灯光检测电路用于检测所述的LED发光模块的发光亮度并生成对应的亮度信号输出,所述的微处理器电路接入所述的灯光检测电路输出的亮度信号,并基于所述的灯光检测电路输出的亮度信号判定所述的LED发光模块的发光亮度是否正常,包括低于规定亮度要求和不发光的故障,所述的微处理器电路中预存有用于判定所述的蓄电池储能性能是否已经明显下降的电能阈值,该电能阈值采用如下方法确定:从所述的蓄电池的初始放电电压曲线中选择线性度较高的一段曲线作为参考曲线,将所述的蓄电池从该段参考曲线的起始端电压下降至结束端电压的放电电能作为参考电能,电能阈值设定为小于该参考电能的某个值,具体取值根据实际使用需要设定;在所述的太阳能LED灯电路实际工作工程中,所述的微处理器电路通过计算所述的蓄电池从参考曲线的起始端电压下降到结束端电压期间,所述的恒流驱动电路实际消耗的电能以及所述的驱动LED发光模块实际消耗的电能之和,得到在此期间所述的蓄电池实际输出的总电能,将在此期间所述的蓄电池实际输出的总电能与电能阈值进行比较来判断当前蓄电池的储能性能是否已经明显下降;
在白天的时候,所述的微处理器电路输出的电流控制信号大小为零,此时所述的恒流驱动电路停止工作,所述的恒流驱动电流输出的直流电流大小为零,所述的LED发光模块不发光,与此同时,如果所述的蓄电池不在满电状态,所述的微处理器电路控制所述的充电控制电路将所述的太阳能电池发出的电能充电到所述的蓄电池,如果所述的蓄电池处于满电状态,所述的微处理器电路控制所述的充电控制电路不对所述的蓄电池充电;在夜晚的时候,所述的微处理器电路控制所述的充电控制电路不对所述的蓄电池充电,同时输出电流控制信号控制所述的恒流驱动电路将所述的蓄电池输出的电压转换为直流电流输出,此时如果所述的蓄电池不处于少电状态,所述的恒流驱动电路输出的直流电流为预先设定的正常工作电流,所述的LED发光模块正常状态发光,如果所述的蓄电池处于少电状态,所述的恒流驱动电路输出的直流电流要么为零电流使LED发光模块不发光,要么为小于正常工作电流的较小电流,使所述的LED发光模块保持为低发光亮度,以便节省电能;当从白天进入夜晚后,所述的微处理器电路还判断所述的LED发光模块的发光亮度是否异常以及所述的蓄电池的储能性能是否符合要求,在夜晚开始亮灯的时候,所述的微处理器电路输出预先设定的电流控制信号,此时所述的恒流驱动电路输出对应大小的直流电流驱动所述的LED发光模块发光,所述的灯光检测电路检测所述的LED发光模块的发光亮度生成对应的亮度信号输出,所述的微处理器电路将该亮度信号与其内设定的亮度阈值进行比较判定所述的LED发光模块亮度是否合格,如果该亮度信号大于等于亮度阈值,则表示所述的LED发光模块亮度合格,如果该亮度信号小于亮度阈值,则表示所述的LED发光模块亮度偏小或不亮,所述的LED发光模块亮度偏小或不亮的原因是所述的恒流驱动电路或/和所述的LED发光模块工作异常,在白天进入夜晚时,如果所述的微处理器电路检测到所述的蓄电池在满电状态,那么在夜晚结束后再次进入白天时,如果检测到所述的蓄电池处于少电状态,那么判定所述的蓄电池的储能性能异常,已经不能满足照明要求;在夜晚的时候,所述的微处理器电路检测所述的蓄电池从参考曲线的起始端电压下降到结束端电压期间,所述的恒流驱动电路实际消耗的电能以及所述的驱动LED发光模块实际消耗的电能之和,得到在此期间所述的蓄电池实际输出的总电能,将在此期间所述的蓄电池实际输出的总电能与电能阈值进行比较,如果此期间所述的蓄电池实际输出的总电能小于电能阈值,那么判定为所述的蓄电池的储能性能异常;从夜晚进入白天后,所述的微处理器电路判别所述的太阳能电池工作是否异常,假定合格的太阳能电池在一个常规的晴朗天气下,其发电能力能够把所述的蓄电池少电状态充电到满电状态,如果把日光强度大于等于所述的微处理器电路中预存的强光阈值时的日光称为强光,假定日光为强光的连续时间大于等于所述的微处理器电路中预存的强光时间阈值时的天气时,所述的太阳能电池一天的发电量能够提供足够的电能,所述的微处理器电路在白天的时候,当检测到日光为强光时进行计时,当检测到日光不为强光时停止计时,并且将此时计时时间和强光时间阈值比较,如果计时时间小于强光时间阈值,那么计时时间清零后,在下一次检测到日光为强光时再计时,如果计时时间大于等于强光时间阈值,那么在白天进入夜晚时刻,所述的微处理器电路确定所述的蓄电池是否为满电状态,如果所述的蓄电池不在满电状态,那么所述的微处理器电路判定为所述的太阳能电池的发电性能异常;
当所述的微处理器电路检测到所述的恒流驱动电路、所述的LED发光模块、所述的蓄电池和所述的太阳能电池中任意一个出现异常状态时,发送相应的异常信号给所述的通信模块电路,并发送异常控制信号控制所述的报警电路报警,所述的通信模块电路在接收到异常信号时,发送对应于接收到的异常信号的无线电信号至终端管理设备。
所述的太阳能电池具有正极和负极,所述的充电控制电路具有第一端、第二端、控制端和负极,所述的蓄电池具有正极和负极,所述的恒流驱动电路具有正极、负极、电流控制端、正输出端和负输出端,所述的LED发光模块具有正极和负极,所述的日光检测电路具有正极、负极、输出端和控制端,所述的灯光检测电路具有正极、负极、输出端和控制端,所述的电量检测电路具有正极、负极、输入端、第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端,所述的通信模块电路具有正极、负极和异常输入端,所述的报警电路具有正极、负极和控制端,所述的微处理器电路具有正极、负极、日光输入端、灯光输入端、第一检测控制端、第二检测控制端、充电控制端、电流控制端、第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、异常输出端和异常控制端,所述的太阳能LED电路还包括稳压电路,所述的稳压电路具有第一输入端、第二输入端、输出端和负极,所述的太阳能电池的正极、所述的稳压电路的第一输入端和所述的充电控制电路的第一端连接,所述的充电控制电路的第二端、所述的稳压电路的第二输入端、所述的恒流驱动电路的正极、所述的电量检测电路的输入端和所述的蓄电池的正极连接,所述的恒流驱动电路的正输出端和所述的LED发光模块的正极连接,所述的恒流驱动电路的负输出端和所述的LED发光模块的负极连接,所述的日光检测电路的正极、所述的灯光检测电路的正极、所述的电量检测电路的正极、所述的通信模块电路的正极、所述的报警电路的正极、所述的微处理器电路的正极和所述的稳压电路的输出端连接,所述的微处理器电路的日光输入端和所述的日光检测电路的输出端连接,所述的微处理器电路的灯光输入端和所述的灯光检测电路的输出端连接,所述的微处理器电路的第一检测控制端和所述的日光检测电路的控制端连接,所述的微处理器电路的第二检测控制端和所述的灯光检测电路的控制端连接,所述的微处理器电路的充电控制端和所述的充电控制电路的控制端连接,所述的微处理器电路的电流控制端和所述的恒流驱动电路的电流控制端连接,所述的微处理器电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端和所述的电量检测电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端一一对应连接,所述的微处理器电路的异常输出端和所述的通信模块电路的异常输入端连接,所述的微处理器电路的异常控制端和所述的报警电路的控制端连接,所述的太阳能电池的负极、所述的充电控制电路的负极、所述的恒流驱动电路的负极、所述的稳压电路的负极、所述的日光检测电路的负极、所述的灯光检测电路的负极、所述的电量检测电路的负极、所述的微处理器电路的负极、所述的通信模块电路的负极、所述的报警电路的负极和所述的蓄电池的负极连接;所述的日光检测电路和所述的灯光检测电路的光强检测电路原理相同,当其控制端接入0电平时,其输出端输出0电平,当其控制端从0电平跳变到1电平时,其输出端在预设的一段延时时间后,从0电平变为1电平,该延时时间大小和所述的日光检测电路或所述的灯光检测电路受到的光照强度对应,受到光照强度越大,此延时时间越小,所述的电量检测电路将所述的蓄电池剩余电量大小从高到低分为四档剩余电量,分别对应满电电压阈值、较多电量电压阈值、较少电量电压阈值和少电电压阈值,当所述的电量检测电路的输入端的电压大于等于少电电压阈值时,第四输出端为0电平,否则为1电平,当所述的电量检测电路的输入端的电压大于等于较少电量电压阈值时,第三输出端为0电平,否者为1电平,当所述的电量检测电路的输入端的电压大于等于较多电量电压阈值时,第二输出端为0电平,否者为1电平,当所述的电量检测电路的输入端的电压大于等于满电电压阈值时,第一输出端为0电平,否者为1电平;当所述的太阳能电池受到光照或者所述的蓄电池能够提供电能时,所述的稳压电路输出电压供电,此后所述的日光检测电路、所述的灯光检测电路、所述的电量检测电路、所述的微处理器电路、所述的通信模块电路和所述的报警电路均进入工作状态,所述的微处理器电路具有白天工作模式和夜晚工作模式,所述的微处理器电路中设置有对应光照强度的多个时间阈值,多个时间阈值包括判别白天和夜晚的第一日光时间阈值、判别日光是否为强光的第二日光时间阈值、判断所述的LED发光模块是否不亮的第一灯光时间阈值以及判断所述的LED发光模的发光强度是否合格的第二灯光时间阈值,第一日光时间阈值大于第二日光时间阈值,第一灯光时间阈值大于第二灯光时间阈值;所述的微处理器电路周期性的检测光强,在其第一检测控制端从0到1跳变后开始计时记录其日光输入端0电平的时间大小,在其第二检测控制端从0到1跳变后开始计时记录其灯光输入端0电平的时间大小,当其日光输入端的计时时间大于第一日光时间阈值时为夜晚时间,当其日光输入端的计时时间小于等于第一日光时间阈值,为白天时间,当其日光输入端的计时时间小于第二日光时间阈值,此时日光为强光,当其日光输入端的计时时间大于等于第二日光时间阈值,此时日光为非强光,当其灯光输入端的计时时间大于第一灯光时间阈值时,判断为所述的LED发光模块不发光,当其灯光输入端的计时时间小于等于第二灯光时间阈值时,判断为所述的LED发光模块发光正常,当其灯光输入端的计时时间大于等于第二灯光时间阈值并且小于等于第一灯光时间阈值时,判断为所述的LED发光模块发光较低;在夜晚时间,所述的微处理器电路为夜晚工作模式,当所述的微处理器电路在夜晚工作模式时,所述的微处理器电路的充电控制端输出停止充电的电信号,控制所述的充电控制电路处于停止充电状态,如果所述的微处理器电路的第四输入端接入0电平,那么所述的微处理器电路的电流控制端按照预先设定输出对应的电流控制信号,使所述的恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出对应的直流电流,此时所述的LED发光模块发光,如果所述的微处理器电路的第四输出端接入1电平,那么所述的蓄电池处于少电状态,所述的微处理器电路的电流控制端输出对应的电流控制信号,该电流控制信号要么控制所述的恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出的直流电流为零,使所述的LED发光模块不发光,要么控制所述的恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出较小电流,使所述的LED发光模块为低亮发光,在白天进入夜晚的时刻,如果所述的蓄电池为满电状态,此时所述的微处理器电路的第一输入端为0电平,那么所述的微处理器电路在此夜晚结束进入白天工作模式前的时刻,检测其第四输入端是否为1电平,如果为1电平,那么所述的微处理器电路判别出现所述的蓄电池的储能性能不足的异常状态,在夜晚时,当所述的微处理器检测到其第二输入端从0到1变化时开始计时,直到检测到其第三输入端出现从0到1变化时停止计时,如果该计时时间值小于内部预先设置的用于判断所述的蓄电池储能性能的时间阈值,那么当前所述的蓄电池储能性能低于性能合格的蓄电池,所述的微处理器电路判断出现所述的蓄电池性能下降的异常状态,在夜晚时,所述的微处理器电路周期性的判断所述的LED发光模块的发光亮度是否正常,从夜晚进入白天时,所述的微处理器电路进入白天工作模式,在白天工作模式下,所述的微处理器电路的电流控制端输出的电流控制信号控制所述的恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出零电流,所述的LED发光模块不发光,所述的微处理器电路检测日光强度为强光时的连续时间,用于判断当天天气日光是否充足,如果在白天检测到为强光的连续时间大于预先设定的强光时间阈值时,那么认为当天的日光充足,在日光充足的当天,当所述的微处理器电路进入夜晚工作模式前,所述的微处理器电路检测其第一输入端是否为0电平,如果其第一输入端不为0电平,那么判断出现所述的太阳能电池工作异常的异常状态,当所述的微处理器电路检测到以上异常状态时,在其异常控制端输出异常控制信号控制所述的报警电路发出异常指示进行报警,同时在其异常输出端输出对应于异常状态的异常信号,所述的通信模块电路发出对应于异常状态的无线电信号至终端管理设备。
所述的日光检测电路包括第一电容、第一二极管和第一光敏管,所述的第一二极管为整流二极管,所述的第一光敏管为光敏三极管,所述的第一光敏管的集电极为所述的日光检测电路的正极,所述的第一光敏管的发射极、所述的第一电容的一端和所述的第一二极管的正极连接且其连接端为所述的日光检测电路的输出端,所述的第一二极管的负极为所述的日光检测端的控制端,所述的第一电容的另一端为所述的日光检查电路的负极;所述的灯光检测电路包括第二电容、第二二极管和第二光敏管,所述的第二二极管为整流二极管,所述的第二光敏管为光敏三极管,所述的第二光敏管的集电极为所述的灯光检测电路的正极,所述的第二光敏管的发射极、所述的第二电容的一端和所述的第二二极管的正极连接且其连接端为所述的灯光检测电路的输出端,所述的第二二极管的负极为所述的灯光检测端的控制端,所述的第二电容的另一端为所述的灯光检查电路的负极。该电路中,日光检测电路和灯光检测电路分别利用光敏三极管的集电极和发射极之间的导通电流大小和光照强度对应,并且利用电容两端电压增加的时间和对电容的充电电流大小对应的关系,将光照强度的测量转换为时间的测量,使常规的微处理器电路能够对光强的进行连续测量,降低微处理器电路的设计成本。
与现有技术相比,本发明的优点在于通过设置灯光检测电路、报警电路和通信模块电路,灯光检测电路和微处理器电路连接,灯光检测电路用于检测LED发光模块的发光亮度并生成对应的亮度信号输出,微处理器电路接入灯光检测电路输出的亮度信号,并基于灯光检测电路输出的亮度信号判定LED发光模块的发光亮度是否正常,包括低于规定亮度要求和不发光的故障,微处理器电路中预存有用于判定蓄电池储能性能是否已经明显下降的电能阈值,该电能阈值采用如下方法确定:从蓄电池的初始放电电压曲线中选择线性度较高的一段曲线作为参考曲线,将蓄电池从该段参考曲线的起始端电压下降至结束端电压的放电电能作为参考电能,电能阈值设定为小于该参考电能的某个值,具体取值根据实际使用需要设定;在太阳能LED灯电路实际工作工程中,微处理器电路通过计算蓄电池从参考曲线的起始端电压下降到结束端电压期间,恒流驱动电路实际消耗的电能以及驱动LED发光模块实际消耗的电能之和,得到在此期间蓄电池实际输出的总电能,将在此期间蓄电池实际输出的总电能与电能阈值进行比较来判断当前蓄电池的储能性能是否已经明显下降;在白天的时候,微处理器电路输出的电流控制信号大小为零,此时恒流驱动电路停止工作,恒流驱动电流输出的直流电流大小为零,LED发光模块不发光,与此同时,如果蓄电池不在满电状态,微处理器电路控制充电控制电路将太阳能电池发出的电能充电到蓄电池,如果蓄电池处于满电状态,微处理器电路控制充电控制电路不对蓄电池充电;在夜晚的时候,微处理器电路控制充电控制电路不对蓄电池充电,同时输出电流控制信号控制恒流驱动电路将蓄电池输出的电压转换为直流电流输出,此时如果蓄电池不处于少电状态,恒流驱动电路输出的直流电流为预先设定的正常工作电流,LED发光模块正常状态发光,如果蓄电池处于少电状态,恒流驱动电路输出的直流电流要么为零电流使LED发光模块不发光,要么为小于正常工作电流的较小电流,使LED发光模块保持为低发光亮度,以便节省电能;当从白天进入夜晚后,微处理器电路还判断LED发光模块的发光亮度是否异常以及蓄电池的储能性能是否符合要求,在夜晚开始亮灯的时候,微处理器电路输出预先设定的电流控制信号,此时恒流驱动电路输出对应大小的直流电流驱动LED发光模块发光,灯光检测电路检测LED发光模块的发光亮度生成对应的亮度信号输出,微处理器电路基于该亮度信号与其内设定的亮度阈值进行比较判定LED发光模块亮度是否合格,如果该亮度信号大于等于亮度阈值,则表示LED发光模块亮度合格,如果该亮度信号小于亮度阈值,则表示所述的LED发光模块亮度偏小或不亮,LED发光模块亮度偏小或不亮的原因是恒流驱动电路或/和LED发光模块工作异常,在白天进入夜晚时,如果微处理器电路检测到蓄电池在满电状态,那么在夜晚结束后再次进入白天时,如果检测到蓄电池处于少电状态,那么判定蓄电池的储能性能异常,已经不能满足照明要求;在夜晚的时候,微处理器电路检测蓄电池从参考曲线的起始端电压下降到结束端电压期间,恒流驱动电路实际消耗的电能以及驱动LED发光模块实际消耗的电能之和,得到在此期间蓄电池实际输出的总电能,将在此期间蓄电池实际输出的总电能与电能阈值进行比较,如果此期间蓄电池实际输出的总电能小于电能阈值,那么判定为蓄电池的储能性能异常;从夜晚进入白天后,微处理器电路判别太阳能电池工作是否异常,假定合格的太阳能电池在一个常规的晴朗天气下,其发电能力能够把蓄电池少电状态充电到满电状态,如果把日光强度大于等于微处理器电路中预存的强光阈值时的日光称为强光,假定日光为强光的连续时间大于等于微处理器电路中预存的强光时间阈值时的天气时,太阳能电池一天的发电量能够提供足够的电能,微处理器电路在白天的时候,当检测到日光为强光时进行计时,当检测到日光不为强光时停止计时,并且将此时计时时间和强光时间阈值比较,如果计时时间小于强光时间阈值,那么计时时间清零后,在下一次检测到日光为强光时再计时,如果计时时间大于等于强光时间阈值,那么在白天进入夜晚时刻,微处理器电路确定蓄电池是否为满电状态,如果蓄电池不在满电状态,那么微处理器电路判定为太阳能电池的发电性能异常;当微处理器电路检测到恒流驱动电路、LED发光模块、蓄电池和太阳能电池中任意一个出现异常状态时,发送相应的异常信号给通信模块电路,并发送异常控制信号控制报警电路报警,通信模块电路在接收到异常信号时,发送对应于接收到的异常信号的无线电信号至终端管理设备,由此本发明太阳能LED灯电路在出现异常不能正常工作时,能够判别所属异常状态并通过无线电方式将异常状态信息发送至终端管理设备处,以便于管理人员及时获知异常情况,从而及时有效进行维护。
附图说明
图1为现有的太阳能LED灯电路的结构原理图;
图2为本发明的具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路的结构原理图;
图3为本发明的实施例的具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路的连接结构图;
图4为本发明的实施例的具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路的日光检测电路的电路图;
图5为本发明的实施例的具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路的灯光检测电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例:如图2所示,一种具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路,包括太阳能电池、充电控制电路、蓄电池、恒流驱动电路、LED发光模块、微处理器电路、电量检测电路和日光检测电路,太阳能电池和充电控制电路连接,充电控制电路和蓄电池连接,蓄电池和恒流驱动电池连接,恒流驱动电路和LED发光模块连接,电量检测电路和蓄电池连接,微处理器电路分别与电量检测电路、日光检测电路、充电控制电路和恒流驱动电路连接,日光检测电路用于检测日光强度并生成对应的电信号输出,微处理器电路基于日光检测电路输出的电信号确定是白天还是晚上,并在确定为白天时,判断日光的强度为强光还是非强光,电量检测电路用于检测蓄电池的输出电压并输出对应的检测信号,微处理器电路基于电量检测电路输出的检测信号确定蓄电池的剩余电量状态,当电量检测电路检测到蓄电池的输出电压等于其内设置的满电电压阈值时,蓄电池处于满电状态,此时电量检测电路输出表示满电状态的检测信号,当电量检测电路检测到蓄电池的输出电压小于其内设置的少电电压阈值时,蓄电池处于少电状态,此时电量检测电路输出表示少电状态的检测信号;微处理器电路输出电流控制信号控制恒流驱动电路输出的直流电流大小,从而设定LED发光模块的发光强度,微处理器电路控制充电控制电路对蓄电池充电或者不充电,并且在对蓄电池不充电的时候使蓄电池的电能不能倒灌到太阳能电池,太阳能LED灯电路还包括灯光检测电路、报警电路和通信模块电路,灯光检测电路和微处理器电路连接,灯光检测电路用于检测LED发光模块的发光亮度并生成对应的亮度信号输出,微处理器电路接入灯光检测电路输出的亮度信号,并基于灯光检测电路输出的亮度信号判定LED发光模块的发光亮度是否正常,包括低于规定亮度要求和不发光的故障,微处理器电路中预存有用于判定蓄电池储能性能是否已经明显下降的电能阈值,该电能阈值采用如下方法确定:从蓄电池的初始放电电压曲线中选择线性度较高的一段曲线作为参考曲线,将蓄电池从该段参考曲线的起始端电压下降至结束端电压的放电电能作为参考电能,电能阈值设定为小于该参考电能的某个值,具体取值根据实际使用需要设定;在太阳能LED灯电路实际工作工程中,微处理器电路通过计算蓄电池从参考曲线的起始端电压下降到结束端电压期间,恒流驱动电路实际消耗的电能以及驱动LED发光模块实际消耗的电能之和,得到在此期间蓄电池实际输出的总电能,将在此期间蓄电池实际输出的总电能与电能阈值进行比较来判断当前蓄电池的储能性能是否已经明显下降;在白天的时候,微处理器电路输出的电流控制信号大小为零,此时恒流驱动电路停止工作,恒流驱动电流输出的直流电流大小为零,LED发光模块不发光,与此同时,如果蓄电池不在满电状态,微处理器电路控制充电控制电路将太阳能电池发出的电能充电到蓄电池,如果蓄电池处于满电状态,微处理器电路控制充电控制电路不对蓄电池充电;在夜晚的时候,微处理器电路控制充电控制电路不对蓄电池充电,同时输出电流控制信号控制恒流驱动电路将蓄电池输出的电压转换为直流电流输出,此时如果蓄电池不处于少电状态,恒流驱动电路输出的直流电流为预先设定的正常工作电流,LED发光模块正常状态发光,如果蓄电池处于少电状态,恒流驱动电路输出的直流电流要么为零电流使LED发光模块不发光,要么为小于正常工作电流的较小电流,使LED发光模块保持为低发光亮度,以便节省电能;当从白天进入夜晚后,微处理器电路还判断LED发光模块的发光亮度是否异常以及蓄电池的储能性能是否符合要求,在夜晚开始亮灯的时候,微处理器电路输出预先设定的电流控制信号,此时恒流驱动电路输出对应大小的直流电流驱动LED发光模块发光,灯光检测电路检测LED发光模块的发光亮度生成对应的亮度信号输出,微处理器电路将该亮度信号与其内设定的亮度阈值进行比较判定LED发光模块亮度是否合格,如果该亮度信号大于等于亮度阈值,则表示LED发光模块亮度合格,如果该亮度信号小于亮度阈值,则表示LED发光模块亮度偏小或不亮,LED发光模块亮度偏小或不亮的原因是恒流驱动电路或/和LED发光模块工作异常,在白天进入夜晚时,如果微处理器电路检测到蓄电池在满电状态,那么在夜晚结束后再次进入白天时,如果检测到蓄电池处于少电状态,那么判定蓄电池的储能性能异常,已经不能满足照明要求;在夜晚的时候,微处理器电路检测蓄电池从参考曲线的起始端电压下降到结束端电压期间,恒流驱动电路实际消耗的电能以及驱动LED发光模块实际消耗的电能之和,得到在此期间蓄电池实际输出的总电能,将在此期间蓄电池实际输出的总电能与电能阈值进行比较,如果此期间蓄电池实际输出的总电能小于电能阈值,那么判定为蓄电池的储能性能异常;从夜晚进入白天后,微处理器电路判别太阳能电池工作是否异常,假定合格的太阳能电池在一个常规的晴朗天气下,其发电能力能够把蓄电池少电状态充电到满电状态,如果把日光强度大于等于微处理器电路中预存的强光阈值时的日光称为强光,假定日光为强光的连续时间大于等于微处理器电路中预存的强光时间阈值时的天气时,太阳能电池一天的发电量能够提供足够的电能,微处理器电路在白天的时候,当检测到日光为强光时进行计时,当检测到日光不为强光时停止计时,并且将此时计时时间和强光时间阈值比较,如果计时时间小于强光时间阈值,那么计时时间清零后,在下一次检测到日光为强光时再计时,如果计时时间大于等于强光时间阈值,那么在白天进入夜晚时刻,微处理器电路确定蓄电池是否为满电状态,如果蓄电池不在满电状态,那么微处理器电路判定为太阳能电池的发电性能异常;当微处理器电路检测到恒流驱动电路、LED发光模块、蓄电池和太阳能电池中任意一个出现异常状态时,发送相应的异常信号给通信模块电路,并发送异常控制信号控制报警电路报警,通信模块电路在接收到异常信号时,发送对应于接收到的异常信号的无线电信号至终端管理设备。
如图3所示,本实施例中,太阳能电池具有正极和负极,充电控制电路具有第一端、第二端、控制端和负极,蓄电池具有正极和负极,恒流驱动电路具有正极、负极、电流控制端、正输出端和负输出端,LED发光模块具有正极和负极,日光检测电路具有正极、负极、输出端和控制端,灯光检测电路具有正极、负极、输出端和控制端,电量检测电路具有正极、负极、输入端、第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端,通信模块电路具有正极、负极和异常输入端,报警电路具有正极、负极和控制端,微处理器电路具有正极、负极、日光输入端、灯光输入端、第一检测控制端、第二检测控制端、充电控制端、电流控制端、第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、异常输出端和异常控制端,太阳能LED电路还包括稳压电路,稳压电路具有第一输入端、第二输入端、输出端和负极,太阳能电池的正极、稳压电路的第一输入端和充电控制电路的第一端连接,充电控制电路的第二端、稳压电路的第二输入端、恒流驱动电路的正极、电量检测电路的输入端和蓄电池的正极连接,恒流驱动电路的正输出端和LED发光模块的正极连接,恒流驱动电路的负输出端和LED发光模块的负极连接,日光检测电路的正极、灯光检测电路的正极、电量检测电路的正极、通信模块电路的正极、报警电路的正极、微处理器电路的正极和稳压电路的输出端连接,微处理器电路的日光输入端和日光检测电路的输出端连接,微处理器电路的灯光输入端和灯光检测电路的输出端连接,微处理器电路的第一检测控制端和日光检测电路的控制端连接,微处理器电路的第二检测控制端和灯光检测电路的控制端连接,微处理器电路的充电控制端和充电控制电路的控制端连接,微处理器电路的电流控制端和恒流驱动电路的电流控制端连接,微处理器电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端和电量检测电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端一一对应连接,微处理器电路的异常输出端和通信模块电路的异常输入端连接,微处理器电路的异常控制端和报警电路的控制端连接,太阳能电池的负极、充电控制电路的负极、恒流驱动电路的负极、稳压电路的负极、日光检测电路的负极、灯光检测电路的负极、电量检测电路的负极、微处理器电路的负极、通信模块电路的负极、报警电路的负极和蓄电池的负极连接;日光检测电路和灯光检测电路的光强检测电路原理相同,当其控制端接入0电平时,其输出端输出0电平,当其控制端从0电平跳变到1电平时,其输出端在预设的一段延时时间后,从0电平变为1电平,该延时时间大小和日光检测电路或灯光检测电路受到的光照强度对应,受到光照强度越大,此延时时间越小,电量检测电路将蓄电池剩余电量大小从高到低分为四档剩余电量,分别对应满电电压阈值、较多电量电压阈值、较少电量电压阈值和少电电压阈值,当电量检测电路的输入端的电压大于等于少电电压阈值时,第四输出端为0电平,否则为1电平,当电量检测电路的输入端的电压大于等于较少电量电压阈值时,第三输出端为0电平,否者为1电平,当电量检测电路的输入端的电压大于等于较多电量电压阈值时,第二输出端为0电平,否者为1电平,当电量检测电路的输入端的电压大于等于满电电压阈值时,第一输出端为0电平,否者为1电平;当太阳能电池受到光照或者蓄电池能够提供电能时,稳压电路输出电压供电,此后日光检测电路、灯光检测电路、电量检测电路、微处理器电路、通信模块电路和报警电路均进入工作状态,微处理器电路具有白天工作模式和夜晚工作模式,微处理器电路中设置有对应光照强度的多个时间阈值,多个时间阈值包括判别白天和夜晚的第一日光时间阈值、判别日光是否为强光的第二日光时间阈值、判断LED发光模块是否不亮的第一灯光时间阈值以及判断LED发光模的发光强度是否合格的第二灯光时间阈值,第一日光时间阈值大于第二日光时间阈值,第一灯光时间阈值大于第二灯光时间阈值,微处理器电路周期性的检测光强,在其第一检测控制端从0到1跳变后开始计时记录其日光输入端0电平的时间大小,在其第二检测控制端从0到1跳变后开始计时记录其灯光输入端0电平的时间大小,当其日光输入端的计时时间大于第一日光时间阈值时为夜晚时间,当其日光输入端的计时时间小于等于第一日光时间阈值,为白天时间,当其日光输入端的计时时间小于第二日光时间阈值,此时日光为强光,当其日光输入端的计时时间大于等于第二日光时间阈值,此时日光为非强光,当其灯光输入端的计时时间大于第一灯光时间阈值时,判断为LED发光模块不发光,当其灯光输入端的计时时间小于等于第二灯光时间阈值时,判断为LED发光模块发光正常,当其灯光输入端的计时时间大于等于第二灯光时间阈值并且小于等于第一灯光时间阈值时,判断为LED发光模块发光较低;在夜晚时间,微处理器电路为夜晚工作模式,当微处理器电路在夜晚工作模式时,微处理器电路的充电控制端输出停止充电的电信号,控制充电控制电路处于停止充电状态,如果微处理器电路的第四输入端接入0电平,那么微处理器电路的电流控制端按照预先设定输出对应的电流控制信号,使恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出对应的直流电流,此时LED发光模块发光,如果微处理器电路的第四输出端接入1电平,那么蓄电池处于少电状态,微处理器电路的电流控制端输出对应的电流控制信号,该电流控制信号要么控制恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出的直流电流为零,使LED发光模块不发光,要么控制恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出较小电流,使LED发光模块为低亮发光,在白天进入夜晚的时刻,如果蓄电池为满电状态,此时微处理器电路的第一输入端为0电平,那么微处理器电路在此夜晚结束进入白天工作模式前的时刻,检测其第四输入端是否为1电平,如果为1电平,那么微处理器电路判别出现蓄电池的储能性能不足的异常状态,在夜晚时,当微处理器检测到其第二输入端从0到1变化时开始计时,直到检测到其第三输入端出现从0到1变化时停止计时,如果该计时时间值小于内部预先设置的用于判断蓄电池储能性能的时间阈值,那么当前蓄电池储能性能低于性能合格的蓄电池,微处理器电路判断出现蓄电池性能下降的异常状态,在夜晚时,微处理器电路周期性的判断LED发光模块的发光亮度是否正常,从夜晚进入白天时,微处理器电路进入白天工作模式,在白天工作模式下,微处理器电路的电流控制端输出的电流控制信号控制恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出零电流,LED发光模块不发光,微处理器电路检测日光强度为强光时的连续时间,用于判断当天天气日光是否充足,如果在白天检测到为强光的连续时间大于预先设定的强光时间阈值时,那么认为当天的日光充足,在日光充足的当天,当微处理器电路进入夜晚工作模式前,微处理器电路检测其第一输入端是否为0电平,如果其第一输入端不为0电平,那么判断出现太阳能电池工作异常的异常状态,当微处理器电路检测到以上异常状态时,在其异常控制端输出异常控制信号控制报警电路发出异常指示进行报警,同时在其异常输出端输出对应于异常状态的异常信号,通信模块电路发出对应于异常状态的无线电信号至终端管理设备。
如图4和图5所示,本实施例中,日光检测电路包括第一电容C1、第一二极管D1和第一光敏管Q1,第一二极管D1为整流二极管,第一光敏管Q1为光敏三极管,第一光敏管Q1的集电极为日光检测电路的正极,第一光敏管Q1的发射极、第一电容C1的一端和第一二极管D1的正极连接且其连接端为日光检测电路的输出端,第一二极管D1的负极为日光检测端的控制端,第一电容C1的另一端为日光检查电路的负极;灯光检测电路包括第二电容C2、第二二极管D2和第二光敏管Q2,第二二极管D2为整流二极管,第二光敏管Q2为光敏三极管,第二光敏管Q2的集电极为灯光检测电路的正极,第二光敏管Q2的发射极、第二电容C2的一端和第二二极管D2的正极连接且其连接端为灯光检测电路的输出端,第二二极管D2的负极为灯光检测端的控制端,第二电容C2的另一端为灯光检查电路的负极。
Claims (3)
1.一种具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路,包括太阳能电池、充电控制电路、蓄电池、恒流驱动电路、LED发光模块、微处理器电路、电量检测电路和日光检测电路,所述的太阳能电池和所述的充电控制电路连接,所述的充电控制电路和所述的蓄电池连接,所述的蓄电池和所述的恒流驱动电池连接,所述的恒流驱动电路和所述的LED发光模块连接,所述的电量检测电路和所述的蓄电池连接,所述的微处理器电路分别与所述的电量检测电路、所述的日光检测电路、所述的充电控制电路和所述的恒流驱动电路连接,所述的日光检测电路用于检测日光强度并生成对应的电信号输出,所述的微处理器电路基于所述的日光检测电路输出的电信号确定是白天还是晚上,并在确定为白天时,判断日光的强度为强光还是非强光,所述的电量检测电路用于检测所述的蓄电池的输出电压并输出对应的检测信号,所述的微处理器电路基于所述的电量检测电路输出的检测信号确定所述的蓄电池的剩余电量状态,当所述的电量检测电路检测到所述的蓄电池的输出电压等于其内设置的满电电压阈值时,所述的蓄电池处于满电状态,此时所述的电量检测电路输出表示满电状态的检测信号,当所述的电量检测电路检测到所述的蓄电池的输出电压小于其内设置的少电电压阈值时,所述的蓄电池处于少电状态,此时所述的电量检测电路输出表示少电状态的检测信号;所述的微处理器电路输出电流控制信号控制所述的恒流驱动电路输出的直流电流大小,从而设定所述的LED发光模块的发光强度,所述的微处理器电路控制所述的充电控制电路对所述的蓄电池充电或者不充电,并且在对所述的蓄电池不充电的时候使所述的蓄电池的电能不能倒灌到所述的太阳能电池,其特征在于所述的太阳能LED灯电路还包括灯光检测电路、报警电路和通信模块电路,所述的灯光检测电路和所述的微处理器电路连接,所述的灯光检测电路用于检测所述的LED发光模块的发光亮度并生成对应的亮度信号输出,所述的微处理器电路接入所述的灯光检测电路输出的亮度信号,并基于所述的灯光检测电路输出的亮度信号判定所述的LED发光模块的发光亮度是否正常,包括低于规定亮度要求和不发光的故障,所述的微处理器电路中预存有用于判定所述的蓄电池储能性能是否已经明显下降的电能阈值,该电能阈值采用如下方法确定:从所述的蓄电池的初始放电电压曲线中选择线性度较高的一段曲线作为参考曲线,将所述的蓄电池从该段参考曲线的起始端电压下降至结束端电压的放电电能作为参考电能,电能阈值设定为小于该参考电能的某个值,具体取值根据实际使用需要设定;在所述的太阳能LED灯电路实际工作工程中,所述的微处理器电路通过计算所述的蓄电池从参考曲线的起始端电压下降到结束端电压期间,所述的恒流驱动电路实际消耗的电能以及所述的驱动LED发光模块实际消耗的电能之和,得到在此期间所述的蓄电池实际输出的总电能,将在此期间所述的蓄电池实际输出的总电能与电能阈值进行比较来判断当前蓄电池的储能性能是否已经明显下降;
在白天的时候,所述的微处理器电路输出的电流控制信号大小为零,此时所述的恒流驱动电路停止工作,所述的恒流驱动电流输出的直流电流大小为零,所述的LED发光模块不发光,与此同时,如果所述的蓄电池不在满电状态,所述的微处理器电路控制所述的充电控制电路将所述的太阳能电池发出的电能充电到所述的蓄电池,如果所述的蓄电池处于满电状态,所述的微处理器电路控制所述的充电控制电路不对所述的蓄电池充电;在夜晚的时候,所述的微处理器电路控制所述的充电控制电路不对所述的蓄电池充电,同时输出电流控制信号控制所述的恒流驱动电路将所述的蓄电池输出的电压转换为直流电流输出,此时如果所述的蓄电池不处于少电状态,所述的恒流驱动电路输出的直流电流为预先设定的正常工作电流,所述的LED发光模块正常状态发光,如果所述的蓄电池处于少电状态,所述的恒流驱动电路输出的直流电流要么为零电流使LED发光模块不发光,要么为小于正常工作电流的较小电流,使所述的LED发光模块保持为低发光亮度,以便节省电能;当从白天进入夜晚后,所述的微处理器电路还判断所述的LED发光模块的发光亮度是否异常以及所述的蓄电池的储能性能是否符合要求,在夜晚开始亮灯的时候,所述的微处理器电路输出预先设定的电流控制信号,此时所述的恒流驱动电路输出对应大小的直流电流驱动所述的LED发光模块发光,所述的灯光检测电路检测所述的LED发光模块的发光亮度生成对应的亮度信号输出,所述的微处理器电路将该亮度信号与其内设定的亮度阈值进行比较判定所述的LED发光模块亮度是否合格,如果该亮度信号大于等于亮度阈值,则表示所述的LED发光模块亮度合格,如果该亮度信号小于亮度阈值,则表示所述的LED发光模块亮度偏小或不亮,所述的LED发光模块亮度偏小或不亮的原因是所述的恒流驱动电路或/和所述的LED发光模块工作异常,在白天进入夜晚时,如果所述的微处理器电路检测到所述的蓄电池在满电状态,那么在夜晚结束后再次进入白天时,如果检测到所述的蓄电池处于少电状态,那么判定所述的蓄电池的储能性能异常,已经不能满足照明要求;在夜晚的时候,所述的微处理器电路检测所述的蓄电池从参考曲线的起始端电压下降到结束端电压期间,所述的恒流驱动电路实际消耗的电能以及所述的驱动LED发光模块实际消耗的电能之和,得到在此期间所述的蓄电池实际输出的总电能,将在此期间所述的蓄电池实际输出的总电能与电能阈值进行比较,如果此期间所述的蓄电池实际输出的总电能小于电能阈值,那么判定为所述的蓄电池的储能性能异常;从夜晚进入白天后,所述的微处理器电路判别所述的太阳能电池工作是否异常,假定合格的太阳能电池在一个常规的晴朗天气下,其发电能力能够把所述的蓄电池少电状态充电到满电状态,如果把日光强度大于等于所述的微处理器电路中预存的强光阈值时的日光称为强光,假定日光为强光的连续时间大于等于所述的微处理器电路中预存的强光时间阈值时的天气时,所述的太阳能电池一天的发电量能够提供足够的电能,所述的微处理器电路在白天的时候,当检测到日光为强光时进行计时,当检测到日光不为强光时停止计时,并且将此时计时时间和强光时间阈值比较,如果计时时间小于强光时间阈值,那么计时时间清零后,在下一次检测到日光为强光时再计时,如果计时时间大于等于强光时间阈值,那么在白天进入夜晚时刻,所述的微处理器电路确定所述的蓄电池是否为满电状态,如果所述的蓄电池不在满电状态,那么所述的微处理器电路判定为所述的太阳能电池的发电性能异常;
当所述的微处理器电路检测到所述的恒流驱动电路、所述的LED发光模块、所述的蓄电池和所述的太阳能电池中任意一个出现异常状态时,发送相应的异常信号给所述的通信模块电路,并发送异常控制信号控制所述的报警电路报警,所述的通信模块电路在接收到异常信号时,发送对应于接收到的异常信号的无线电信号至终端管理设备。
2.根据权利要求1所述的一种具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路,其特征在于所述的太阳能电池具有正极和负极,所述的充电控制电路具有第一端、第二端、控制端和负极,所述的蓄电池具有正极和负极,所述的恒流驱动电路具有正极、负极、电流控制端、正输出端和负输出端,所述的LED发光模块具有正极和负极,所述的日光检测电路具有正极、负极、输出端和控制端,所述的灯光检测电路具有正极、负极、输出端和控制端,所述的电量检测电路具有正极、负极、输入端、第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端,所述的通信模块电路具有正极、负极和异常输入端,所述的报警电路具有正极、负极和控制端,所述的微处理器电路具有正极、负极、日光输入端、灯光输入端、第一检测控制端、第二检测控制端、充电控制端、电流控制端、第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、异常输出端和异常控制端,所述的太阳能LED电路还包括稳压电路,所述的稳压电路具有第一输入端、第二输入端、输出端和负极,所述的太阳能电池的正极、所述的稳压电路的第一输入端和所述的充电控制电路的第一端连接,所述的充电控制电路的第二端、所述的稳压电路的第二输入端、所述的恒流驱动电路的正极、所述的电量检测电路的输入端和所述的蓄电池的正极连接,所述的恒流驱动电路的正输出端和所述的LED发光模块的正极连接,所述的恒流驱动电路的负输出端和所述的LED发光模块的负极连接,所述的日光检测电路的正极、所述的灯光检测电路的正极、所述的电量检测电路的正极、所述的通信模块电路的正极、所述的报警电路的正极、所述的微处理器电路的正极和所述的稳压电路的输出端连接,所述的微处理器电路的日光输入端和所述的日光检测电路的输出端连接,所述的微处理器电路的灯光输入端和所述的灯光检测电路的输出端连接,所述的微处理器电路的第一检测控制端和所述的日光检测电路的控制端连接,所述的微处理器电路的第二检测控制端和所述的灯光检测电路的控制端连接,所述的微处理器电路的充电控制端和所述的充电控制电路的控制端连接,所述的微处理器电路的电流控制端和所述的恒流驱动电路的电流控制端连接,所述的微处理器电路的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端和所述的电量检测电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端一一对应连接,所述的微处理器电路的异常输出端和所述的通信模块电路的异常输入端连接,所述的微处理器电路的异常控制端和所述的报警电路的控制端连接,所述的太阳能电池的负极、所述的充电控制电路的负极、所述的恒流驱动电路的负极、所述的稳压电路的负极、所述的日光检测电路的负极、所述的灯光检测电路的负极、所述的电量检测电路的负极、所述的微处理器电路的负极、所述的通信模块电路的负极、所述的报警电路的负极和所述的蓄电池的负极连接;所述的日光检测电路和所述的灯光检测电路的光强检测电路原理相同,当其控制端接入0电平时,其输出端输出0电平,当其控制端从0电平跳变到1电平时,其输出端在预设的一段延时时间后,从0电平变为1电平,该延时时间大小和所述的日光检测电路或所述的灯光检测电路受到的光照强度对应,受到光照强度越大,此延时时间越小,所述的电量检测电路将所述的蓄电池剩余电量大小从高到低分为四档剩余电量,分别对应满电电压阈值、较多电量电压阈值、较少电量电压阈值和少电电压阈值,当所述的电量检测电路的输入端的电压大于等于少电电压阈值时,第四输出端为0电平,否则为1电平,当所述的电量检测电路的输入端的电压大于等于较少电量电压阈值时,第三输出端为0电平,否者为1电平,当所述的电量检测电路的输入端的电压大于等于较多电量电压阈值时,第二输出端为0电平,否者为1电平,当所述的电量检测电路的输入端的电压大于等于满电电压阈值时,第一输出端为0电平,否者为1电平;当所述的太阳能电池受到光照或者所述的蓄电池能够提供电能时,所述的稳压电路输出电压供电,此后所述的日光检测电路、所述的灯光检测电路、所述的电量检测电路、所述的微处理器电路、所述的通信模块电路和所述的报警电路均进入工作状态,所述的微处理器电路具有白天工作模式和夜晚工作模式,所述的微处理器电路中设置有对应光照强度的多个时间阈值,多个时间阈值包括判别白天和夜晚的第一日光时间阈值、判别日光是否为强光的第二日光时间阈值、判断所述的LED发光模块是否不亮的第一灯光时间阈值以及判断所述的LED发光模的发光强度是否合格的第二灯光时间阈值,第一日光时间阈值大于第二日光时间阈值,第一灯光时间阈值大于第二灯光时间阈值,所述的微处理器电路周期性的检测光强,在其第一检测控制端从0到1跳变后开始计时记录其日光输入端0电平的时间大小,在其第二检测控制端从0到1跳变后开始计时记录其灯光输入端0电平的时间大小,当其日光输入端的计时时间大于第一日光时间阈值时为夜晚时间,当其日光输入端的计时时间小于等于第一日光时间阈值,为白天时间,当其日光输入端的计时时间小于第二日光时间阈值,此时日光为强光,当其日光输入端的计时时间大于等于第二日光时间阈值,此时日光为非强光,当其灯光输入端的计时时间大于第一灯光时间阈值时,判断为所述的LED发光模块不发光,当其灯光输入端的计时时间小于等于第二灯光时间阈值时,判断为所述的LED发光模块发光正常,当其灯光输入端的计时时间大于等于第二灯光时间阈值并且小于等于第一灯光时间阈值时,判断为所述的LED发光模块发光较低;在夜晚时间,所述的微处理器电路为夜晚工作模式,当所述的微处理器电路在夜晚工作模式时,所述的微处理器电路的充电控制端输出停止充电的电信号,控制所述的充电控制电路处于停止充电状态,如果所述的微处理器电路的第四输入端接入0电平,那么所述的微处理器电路的电流控制端按照预先设定输出对应的电流控制信号,使所述的恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出对应的直流电流,此时所述的LED发光模块发光,如果所述的微处理器电路的第四输出端接入1电平,那么所述的蓄电池处于少电状态,所述的微处理器电路的电流控制端输出对应的电流控制信号,该电流控制信号要么控制所述的恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出的直流电流为零,使所述的LED发光模块不发光,要么控制所述的恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出较小电流,使所述的LED发光模块为低亮发光,在白天进入夜晚的时刻,如果所述的蓄电池为满电状态,此时所述的微处理器电路的第一输入端为0电平,那么所述的微处理器电路在此夜晚结束进入白天工作模式前的时刻,检测其第四输入端是否为1电平,如果为1电平,那么所述的微处理器电路判别出现所述的蓄电池的储能性能不足的异常状态,在夜晚时,当所述的微处理器检测到其第二输入端从0到1变化时开始计时,直到检测到其第三输入端出现从0到1变化时停止计时,如果该计时时间值小于内部预先设置的用于判断所述的蓄电池储能性能的时间阈值,那么当前所述的蓄电池储能性能低于性能合格的蓄电池,所述的微处理器电路判断出现所述的蓄电池性能下降的异常状态,在夜晚时,所述的微处理器电路周期性的判断所述的LED发光模块的发光亮度是否正常,从夜晚进入白天时,所述的微处理器电路进入白天工作模式,在白天工作模式下,所述的微处理器电路的电流控制端输出的电流控制信号控制所述的恒流驱动电路在其正输出端和负输出端之间输出零电流,所述的LED发光模块不发光,所述的微处理器电路检测日光强度为强光时的连续时间,用于判断当天天气日光是否充足,如果在白天检测到为强光的连续时间大于预先设定的强光时间阈值时,那么认为当天的日光充足,在日光充足的当天,当所述的微处理器电路进入夜晚工作模式前,所述的微处理器电路检测其第一输入端是否为0电平,如果其第一输入端不为0电平,那么判断出现所述的太阳能电池工作异常的异常状态,当所述的微处理器电路检测到以上异常状态时,在其异常控制端输出异常控制信号控制所述的报警电路发出异常指示进行报警,同时在其异常输出端输出对应于异常状态的异常信号,所述的通信模块电路发出对应于异常状态的无线电信号至终端管理设备。
3.根据权利要求1所述的一种具有异常状态判别功能的太阳能LED灯电路,其特征在于所述的日光检测电路包括第一电容、第一二极管和第一光敏管,所述的第一二极管为整流二极管,所述的第一光敏管为光敏三极管,所述的第一光敏管的集电极为所述的日光检测电路的正极,所述的第一光敏管的发射极、所述的第一电容的一端和所述的第一二极管的正极连接且其连接端为所述的日光检测电路的输出端,所述的第一二极管的负极为所述的日光检测端的控制端,所述的第一电容的另一端为所述的日光检查电路的负极;所述的灯光检测电路包括第二电容、第二二极管和第二光敏管,所述的第二二极管为整流二极管,所述的第二光敏管为光敏三极管,所述的第二光敏管的集电极为所述的灯光检测电路的正极,所述的第二光敏管的发射极、所述的第二电容的一端和所述的第二二极管的正极连接且其连接端为所述的灯光检测电路的输出端,所述的第二二极管的负极为所述的灯光检测端的控制端,所述的第二电容的另一端为所述的灯光检查电路的负极。
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Cited By (2)
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CN114364085A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-04-15 | 浙江沪乐电气设备制造有限公司 | Led航行灯控制系统及光源检测预警方法 |
CN115171560A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-11 | 南京好助新能源有限公司 | 一种户外无边框三面太阳能灯箱 |
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2021
- 2021-04-25 CN CN202110445702.0A patent/CN113301689A/zh not_active Withdrawn
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